开关电源是一种常见的电源供应设备,它能够将交流电转换为直流电,以供给各种电子设备使用。然而,由于开关电源内部的工作原理和结构特点,它们常常会产生一定的噪声。
开关电源产生噪声的原因主要有以下几点:
1、 脉冲宽度调制(PWM)控制:开关电源通过控制脉冲宽度来调节输出电压,这种调制方式会引起一定频率的脉冲噪声。尽管现代开关电源采用了高频调制技术,使得脉冲频率超过人类听觉范围,但仍然会在其他频段产生杂散谐波,从而导致噪声。
2、 开关管和二极管的开关动作:开关电源中的开关管和二极管在工作时,会因为电流的切换而产生瞬态噪声。当二极管反向恢复时,会产生反向恢复电流,造成噪声。
3、 传导和辐射噪声:开关电源内部的元器件和线路布局不合理,可能会导致噪声的传导和辐射。例如,高频元件和高功率元件之间的电磁相互作用,会导致电磁波辐射噪声。
为了降低开关电源的噪声,可以采取以下措施:
1、 优化设计:在开关电源的设计过程中,应优化元器件的选择、线路布局和敷设方式,减少传导和辐射噪声的产生。合理选择滤波电容和电感元件,并减小颗粒电感的尺寸和电阻。
2、 使用低噪声元器件:选择具有低噪声特性的开关管和二极管,可以有效降低脉冲噪声和反向恢复噪声。
3、 过滤噪声干扰:在开关电源的输入端和输出端添加滤波电容和电感,可以滤除一部分高频噪声信号。在设计中加入滤波电路,如π型或L型滤波器,可进一步减少噪声。
4、 接地和屏蔽:合理设置接地线路,减少接地回路的干扰。同时,使用屏蔽材料对关键电路进行屏蔽,减少辐射噪声的影响。